ปรากฎการณ์ทะเลเรืองแสง หรือ “ไบโอลูมิเนสเซนส์” นี้ เกิดจากแพลงตอนพืชและสัตว์ขนาดเล็กที่มีสารเคมีเรืองแสง ซึ่งจะสะสมพลังงานจากแสงอาทิตย์ไว้ในเวลากลางวัน และเปล่งแสงมาในเวลากลางคืน เมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในน้ำ
สำหรับบริเวณชายฝั่งแคลิฟอร์เนียนี้ จะเกิดทะเลเรืองแสงมากเป็นพิเศษตั้งแต่ช่วงต้นเดือนมกราคมเป็นต้นไป เนื่องจากทะเลมีธาตุอาหารสูงและคลื่นลมสงบ ทำให้สิ่งมีชีวิตเรืองแสงรวมกลุ่มกันได้หนาแน่นหลายชั้น